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浅析钢结构施工过程中的质量控制
——银川车站改造工程
摘要：由于钢结构工程在建筑领域被广泛应用，施工质量的好坏就直接影响工程结构的安全，如何控制工程施工质量的已引起业内人士的重视。因此，监理工程师对钢结构施工质量的控制就显得尤为重要。本文结合银川车站改造工程就监理过程中对钢结构施工质量控制谈几点体会。
关键词：钢结构、质量控制
In brief analysis steel structure construction process quality control
——Yinchuan station improvement project
Abstract: Because the steel structure project is widely applied in the construction domain, the construction’s quality influenced engineering structure’s security, how to control engineering construction quality brought to professional's attention. Therefore, it is especially important that the supervision engineer’s control for steel structure construction quality.
Key word: Steel structure, quality control
1、工程概况及专业特点
银川车站改造工程站房、雨棚、天桥及地道标段钢结构工程主要由站房、站房雨棚、进站天桥三部分组成。钢结构部分的栓钉采用Q235-B钢，其他钢构件基本采用Q345-B钢。本工程的桁架跨度大，杆件型号多，监理工程师检测任务庞大。其轴测图如图1所示。
天 桥
站 房
雨 棚

图1 银川火车站轴测图
1.1站房屋架
本工程站房的屋架结构形式为管桁架结构，分为南北各一榀，中间由清水混凝土拱形结构分割开来。南北长66000mm，东西为63000mm，每榀桁架的F-D轴为三角形屋架，由B300×200×8×12的箱型梁组成，三角屋架外侧对称布置主桁架，有上、中、下弦杆和腹杆组成，其中上弦部分最大管径为Φ550×20，下弦部分最大管径为Φ550×25，采用圆钢管相贯焊接，再外侧为次钢管桁架。站房屋架图如图2所示。

图2 站房屋架图
1.2站台雨棚
站台雨棚主要结构为张弦桁架梁体系，由Y型柱支撑，柱顶分为两叉，使张弦梁支撑于“枝杈”上，张悬梁间距10.5米（柱间距21米），五跨张弦梁的跨度分别为44米、41米、40.5米、41米、42米；顺轨道方向采用钢管梁与柱相连，型钢檩条支撑于张弦梁上。顺张弦梁方向形成排架体系；垂直张弦梁方向形成连续刚架体系。屋面采用轻型金属屋面。主要构件为圆钢管和平行钢丝束。其中上弦部分最大管径为Φ530×14；下弦部分为1670Mpa，双PE高强度平行钢丝束，截面为Φ5×151，Φ5×139。站台雨棚图如图3所示。

图3 站台雨棚图
1.3天桥工程
进站天桥长221500mm,宽27000mm，高21.518米。主要构件类型为箱型、H型钢和圆钢管。其中箱型构件中最大构件尺寸为B（850～750）×400×30×36；H型钢中最大截面为H1200×500×18×30。天桥由弧形箱型柱B900×1200×36×36支撑。进站天桥图如图4所示。

图4 进站天桥图
2、钢结构工程监理质量控制程序
详图会审
监理方参加“三方”竣工验收
督促施工方报请业主核定竣工工程质量
监 理 方 初 验
监理方签发《竣工移交证书》
监理工程师确认
参与隐蔽
工程验收
分项分部工程质量签认
工程质量
的预控
核查设备、工艺和焊材质量
审查制作工艺指导书
审查制作详图和要领
钢材质量核查
参与设计交底

3、钢结构工程几个重要质量控制要点
3.1现场拼装精度的控制
在钢结构施工中，垂直度、轴线和标高的偏差是衡量工程质量的重要指标，施工测量作为工程质量的控制阶段，必须为施工检查提供依据。由于本工程所用材料多以散件到场组装成吊装单元形式进场，因此需要在现场搭设拼装胎架，分段拼装。本工程拼装胎架采用22号工字钢进行制作。主要拼装胎架如图2所示：

图2单元拼装胎架示意图

拼装胎架的测量与定位直接影响到桁架的拼装质量，为了拼装质量，拼装胎架的测量显得非常重要，施工现场对拼装胎架的测量主要从两方面进行控制。
（1）拼装前的测量：拼装胎架设置完成开始进行拼装前，对桁架胎架的总长度、宽度、高度等进行全方位测量校正，然后对桁架杆件的搁置位置建立控制网格，然后对各点的空间位置进行测量放线，设置好杆件放置的限位块；
（2）拼装完成一榀桁架的测量：胎架在完成一次拼装后，必须对其尺寸进行一次检测复核，复核要求后才能进行下一次拼装。
3.2焊接工程质量的控制
焊接是钢结构制作和安装最重要的分项工程之一，监理工程师必须从事前准备，施焊过程和成品检验各个环节，切实作好焊接工程的质量控制工作。根据本工程的构件类型、结构特点以及材质确定的焊接方法为手工药皮焊条电弧焊和半自动CO2实芯焊丝气体保护焊。焊接质量问题较多存在于手工焊缝，主要缺陷有：焊瘤、夹渣、气孔、没焊透、咬边、错边、焊缝尺寸偏差大、不用引弧板、焊接变形不矫正、飞溅物清理不净等。针对以上问题，主要控制现场的焊接方法、焊接坡口形式与尺寸及焊接材料的使用，内容如下：
（1）焊接前必须对组装品进行检验，按照不同材质，根据焊接工艺方法的要求，选用对应的焊材。
（2）本工程相贯节点的焊接采用无间隙施工，趾部及两侧面、端面有剖口，故焊缝相当于部分熔透焊缝的组合焊缝，允许在内侧有2～3mm未熔透，但需增加2～3mm角焊缝，焊缝由两侧的部分熔透焊缝过度到角焊缝。角焊缝焊脚垂直高度为1.5倍钢管壁厚。
（3）焊接时，要求施工单位实施多人对称反向焊接，最大限度减少焊接变形。焊材应按规定烘烤、领放和使用。
（4）重要焊缝要加引弧板，熄弧板，其材质和坡口形式应与焊件相同。引弧和熄弧焊缝长度应大于或等于25mm。引弧和熄弧板长度应大于或等于60mm。引弧和熄弧板应采用气割的方法切除，并修磨平整，不得用锤击落。
（5） 焊条在使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和烘焙温度进行烘焙。低氢型焊条烘干后必须存放在保温箱（筒）内，随用随取。焊条由保温箱（筒）取出到施焊时间不宜超过2h（酸性焊条不宜超过4h）。不符上述要求时，应重新烘干后再用，但焊条烘干次数不宜超过2 次。
3.3 临时支撑卸载的控制
由于本工程需要搭设临时支撑架来安装张弦桁架，为了保证桁架结构在安装过程中的稳定，同时保证结构由施工状态缓慢过度到设计状态，结构在拆除支撑后，保证桁架通过内、外支座的稳定的受力，与设计初始位置相吻合，此间，桁架结构发生较大的内力重分布，并逐渐过渡到设计状态，因此，支撑架拆除工作至关重要，必须针对不同结构和支承情况，确定合理的拆除顺序。
（1）临时支撑的卸载方法：卸载过程是一个缓慢的受力体系转变、传力路线转变的过程，是从施工安装阶段到设计阶段的转化过程，拆除过程要避免结构局部构件和节点的破坏，这个过程要保证结构的安全、支架的安全。根据钢管柱就位措施，钢管柱安装完毕后先拆除离钢管柱近的支撑，然后拆除离钢管柱远的支撑。支撑架整体拆除顺序是从中间向两边拆除。
（2）卸载原则：卸载实际就是荷载转移过程，在荷载转移过程中，必须遵循“变形协调、卸载均衡”的原则。不然有可能造成临时支撑超载失稳，或者桁架结构局部甚至整体受损。因为施工阶段的受力状态与结构最终受力状态完全不一致，必须通过施工验算，制定切实可行的技术措施，确保满足多种工况要求。
（3）卸载措施：根据“变形协调，卸载均衡”的原则，将通过放置在支架上的可调节点支撑装置千斤顶，多次循环微量下降来实现“荷载平衡转移”，具体采取的措施如下：①在卸载过程中同一卸载步骤中的各支撑点无法做到绝对同步，支架支撑点卸载先后次序不同，其轴力必然造成增减，应根据设计要求或计算结果，在关键支架支撑点部位，放置检测装置（如贴应变片），检测支架支点轴力变化，确保临时支架和桁架的安全；②在卸载过程中，必须严格控制循环卸载时的每一级高程控制精度，设置测量控制点，在卸载全过程进行监测，并与计算结果对照，实行信息化施工管理。③桁架设置的支撑架，其状况相当于给桁架节点荷载，而临时支座分批逐步下降，其状况相当于支座的不均匀沉降。这都将引起桁架结构内力的变化和调整。对少量杆件可能超载的情况应事先采取措施，局部加强或根据计算可事先换加强杆件。为防止个别支撑点集中受力，宜根据各支撑点的结构自重挠度值，采用分区、分阶段按比例下降或用每步不大于5mm的等步下降法拆除支撑点。
（4）支撑架拆除顺序：每榀张弦桁架使用两个支撑架进行支撑，安装第七榀张弦桁架时，拆除第一榀张弦桁架支撑，依次类推，安装完成所有张弦桁架后，最后同时拆除剩下支撑架。
3.4 高强度螺栓连接工程质量的控制

高强度螺栓连接工程也是钢结构工程最重要的分项之一，也是目前施工质量的薄弱环节之一，主要表现在：（l）高强度螺栓有以次充好现象，（用普通精制螺栓代替高强度螺栓）；（2）高强度螺栓连接面处理达不到规范规定要求，包括表面处理情况，平整密贴情况，螺栓孔质量情况等；（3）高强度螺栓施拧不按规范规定进行，如不分初拧、终拧而一次完成，不用扭矩扳手、全凭主观估计等。为保证高强度螺栓连接工程的施工质量，监理控制要点为：（1）高强度大六角螺栓进场进行常规检查外，进行见证取样送实验室进行扭矩系数的检验；（2）高强度螺栓连接必须按照规范要求进行摩擦面的抗滑移复验，监理工程师检查复验报告；（3）安装现场拟采用扭矩法对高强度螺栓连接副施工扭矩进行检验。
3.5防腐及涂装工程质量的控制
钢结构的防腐和涂装是目前钢结构承包单位较易忽视的一项工作，也是钢结构工程施工的薄弱环节。这种现象不纠正，对钢结构的施工质量影响甚大，因为防腐和涂装质量的合格与否直接影响钢结构今后使用期间的维护费用，还影响钢结构工程的使用寿命、结构安全及发生火灾时的耐火时间（防火涂装）。故监理工程师必须对防腐和涂装工作给予高度重视，对各个工序进行严格的检查验收。
本工程的防腐涂装具体检测方法为：油漆喷涂后马上用湿膜测厚仪垂直按入湿膜直至接触到底材，然后取出测厚仪读取数值。膜厚的控制应遵守两个90％的规定，即90％的测点应在规定膜厚以上，余下的10％的测点应达到规定膜厚的90％。测点的密度应根据施工面积的大小而定。外观检查应满足：涂层均匀，无起泡、流挂、龟裂、干喷和参杂物现象。
4、结束语
由本工程可看出钢结构工程施工中的质量控制要点主要有：现场拼装精度的控制、焊接工程质量的控制、高强度螺栓连接工程质量的控制和防腐及涂装工程质量的控制等。其中焊接工程质量的控制重点是要做好无损检测以及焊后缺陷的返修处理，防腐及涂装工程质量的控制要着重检查刷漆的遍数。
钢结构的发展势头迅猛，市场前景乐观，随着钢结构的广泛应用，大型钢结构的技术难度会越来越大，加工、安装精度要求也越来越高，质量问题也会愈来愈受关注。
参考文献：
[1]《钢结构工程施工质量及验收规范》（GB 50205 - 2001）；
[2]《钢结构设计规范》（GBJ50017-2003）；
[3]《建筑结构焊接规范》（GBJ 50017-2003）；
[4]《工程测量规范》（GB 50026-93）；
[5]《低合金高强度结构用钢》（GB/T1591-94）；
[6]《碳素结构钢》（GBJ700-88）；
[7]《钢结构用扭剪型高强螺栓连接副》（GB/T3632-3633）；
[8]《碳钢焊条》（GB5117-95）；
[9]《低合金钢焊条》（GB5118-95）；
[10]《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB11345-89）；